Окислительно-восстановительные реакции. Окислительно-восстановительный потенциал.

Под окислением понимают отщепление электронов, а под восстановлением - присоединение электронов. Окисление донора электронов всегда сопровождается восстановлением акцептора электронов. Этот принцип окислительно-восстановительных процессов применим и к биохимическим системам. В любой окислительно-восстановительной реакции участвует акцептор электронов (окислитель) и донор электронов (восстановитель).Например:

(1) Сu + О → Сu²⁺О^2-.

Суммарную реакцию (1) можно условно разделить на 2 полуреакции (2), (3):

(2) Сu - 2е → Сu²⁺.
(3) О + 2е → О^2-.

В каждой из них участвует окисленная и восстановленная форма одного соединения; их называют сопряжённой парой, или редокспарой.

Разные редокс-пары обладают различным сродством к электрону. Т.е., у которых это сродство меньше, отдают электрон тем, у кого оно больше. Мерой сродства редокспары к электрону служит окислительно-восстановительный потенциал, или редокс-потенциал (Е₀'), величина которого непосредственно связана с изменением свободной энергии. Величину Е_º' выражают в вольтах; чем она меньше (отрицательнее), тем меньше сродство вещества к электронам. Чем больше сродство к электрону, тем больше восстановительный потенциал.

Редокс-потенциалы Е₀' связаны с изменением свободной энергии уравнением Нернста:

ΔG⁰´ = - nFΔE_º´

где n - число перенесённых в реакции электронов; F - постоянная Фарадея (23 061 ккал B^-1 моль^-1); ΔЕ_о' - разность редокс-потенциалов электрондонорной и электронакцепторной пар.

Величина ΔЕ_о' - стандартная величина окислительно-восстановительного потенциала; её определяют в стандартных условиях, когда концентрации всех веществ равны 1 М, давление газов составляет 1 атм, а рН 7,0

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых сопряжённых пар: